【摘要】：本文以紅壤作為基質(zhì),在兩性修飾劑十二烷基二甲基甜菜堿BS-12(BS)修飾的基礎(chǔ)上,以陽(yáng)離子表面修飾劑十二烷基三甲基溴化銨DTAB(DT)進(jìn)行復(fù)配修飾,通過(guò)碳含量、FTIR、比表面積、SEM的分析表征BS+DT兩性復(fù)配修飾紅壤的結(jié)構(gòu)特征。采用批處理法探究了不同修飾比例、溫度、pH和離子強(qiáng)度等條件下,復(fù)配修飾紅壤對(duì)有機(jī)污染物苯酚的吸附規(guī)律和熱力學(xué)特征,并探討了其吸附機(jī)制。并在此基礎(chǔ)之上,通過(guò)添加膨潤(rùn)土、高嶺土兩種黏土礦物改變紅壤礦物組成,研究礦物組成的變化對(duì)復(fù)配修飾紅壤吸附苯酚的影響,并進(jìn)行探討。目的在于闡明礦物組成對(duì)兩性復(fù)配修飾土吸附有機(jī)物的影響機(jī)制,為土壤污染修復(fù)提供理論依據(jù),論文取得的主要結(jié)論如下:(1)紅壤經(jīng)BS-12修飾后,總碳(TC)含量隨BS-12修飾比例增大而增加,復(fù)配DT后,表現(xiàn)為200%CEC BS+DT總修飾比例內(nèi)TC含量隨DT修飾比例的增加而升高;經(jīng)BS-12修飾和DTAB復(fù)配修飾后,紅壤比表面積均隨二者修飾比例增大呈現(xiàn)減小趨勢(shì),且BS+DT復(fù)配修飾紅壤比表面積均小于BS兩性修飾紅壤。FTIR分析結(jié)果表明,BS-12和DTAB均已修飾結(jié)合在紅壤中。掃描電鏡結(jié)果可知,不同的修飾比例下BS-12和DTAB修飾紅壤表面的特征存在不同。(2)平衡吸附實(shí)驗(yàn)表明,經(jīng)BS+DT復(fù)配修飾后的紅壤,對(duì)單一苯酚和苯酚+Cd~(2+)復(fù)合污染中苯酚的吸附量均高于未修飾紅壤原土和單一BS修飾紅壤。對(duì)單一苯酚處理時(shí),表現(xiàn)出在BS+DT總修飾比例小于150%CEC時(shí)吸附量隨修飾比例增加而遞增的規(guī)律,其中100BS+50DT修飾紅壤吸附效果最好。苯酚吸附等溫線均適合用Henry模型描述。兩性復(fù)配修飾紅壤對(duì)苯酚的吸附量均隨著溫度、pH升高而降低,隨離子強(qiáng)度的升高呈下降的趨勢(shì)。熱力學(xué)參數(shù)結(jié)果表明,兩性及其復(fù)配修飾紅壤吸附苯酚是一個(gè)自發(fā)的焓減控制過(guò)程,以物理吸附為主。黏土礦物組成決定的CEC是影響紅壤對(duì)苯酚吸附能力的關(guān)鍵因素。(3)紅壤添加膨潤(rùn)土后礦物組成發(fā)生改變,CEC隨膨潤(rùn)土添加比例的增加而升高,且相同BS+DT修飾比例下,對(duì)苯酚的吸附量提升顯著。100BS+50DT為添加膨潤(rùn)土紅壤吸附苯酚的最佳修飾比例。Henry模型是描述各添加膨潤(rùn)土紅壤對(duì)苯酚吸附的最佳模型。添加膨潤(rùn)土紅壤對(duì)苯酚的吸附量隨溫度、pH的升高而降低,隨離子強(qiáng)度的增大吸附量先升高后降低。熱力學(xué)參數(shù)表明,吸附苯酚過(guò)程為自發(fā)性的放熱過(guò)程,總體上添加膨潤(rùn)土紅壤對(duì)苯酚的吸附為焓減控制。(4)紅壤添加高嶺土后CEC值下降。相同BS-12+DTAB修飾比例下,添加高嶺土紅壤對(duì)苯酚的吸附量較未添加的紅壤有所下降。100BS+50DT同樣為添加高嶺土紅壤吸附苯酚的最佳修飾比例。Henry模型適用于描述添加高嶺土紅壤對(duì)苯酚的吸附。添加高嶺土紅壤對(duì)苯酚的吸附為增溫負(fù)效應(yīng),隨pH的升高吸附量降低,隨離子強(qiáng)度的增大吸附量先升高后降低。熱力學(xué)參數(shù)表明,苯酚的吸附過(guò)程由焓減控制。苯酚吸附取決于土樣CEC決定的TOC,黏土礦物組成改變?cè)斐傻耐翗覥EC變化是造成兩性復(fù)配修飾紅壤吸附性能產(chǎn)生差異的根本原因。(5)修飾基質(zhì)CEC是影響苯酚吸附的關(guān)鍵性因素。改變土壤的黏土礦物組成,增加土壤CEC是提高兩性復(fù)配修飾土吸附苯酚的有效方法。
【圖文】：

性、分散性、潤(rùn)滑性、吸附性、可塑性、陽(yáng)離相當(dāng)強(qiáng)的懸浮性，經(jīng)酸化處理后又有優(yōu)良的脫劑、吸附劑、脫色劑、增塑劑、催化劑、凈化劑充劑、增強(qiáng)劑等。又因其價(jià)格低廉和儲(chǔ)備量大鉆井泥漿等多個(gè)行業(yè)，被譽(yù)為“萬(wàn)能石”。是 SiO2為 66.7%、Al2O3為 28.3%和 H2O 為 5%其最主要的結(jié)構(gòu)單元是兩個(gè) Si-O 四面體夾著一換使其帶有大量的負(fù)電荷(于陽(yáng)輝等 2005)，為子和極性分子(張多等 2015)。蒙脫石 2 個(gè)相鄰結(jié)合力較小，水分子以及其它極性分子能夠進(jìn)入有極大的比表面積，，從而擁有較好的吸附性能附近的水分子易與其發(fā)生水化反應(yīng)，在蒙脫石潤(rùn)土的類型由其層間的陽(yáng)離子種類所決定，層離子為 Ca2+時(shí)稱鈣基膨潤(rùn)土，層間陽(yáng)離子為 H+-酸性白土），層間陽(yáng)離子為有機(jī)陽(yáng)離子時(shí)稱有

俗稱瓷土。是由火成巖和變質(zhì)巖中的長(zhǎng)化而成，以高嶺石為主要成分的黏土礦物，在孟勵(lì)等 2015)。分接近于高嶺石的理論成分，化學(xué)組成為 Al4[ 46.5%，Al2O3為 39.5%，H2O 為 14.0%。高嶺石O 四面體片與 Al-O(OH)八面體片連結(jié)形成，高嶺礦物(任偉 2015)，如圖 1-2 所示，單位構(gòu)造高異，分別是氧原子和羥基。單位構(gòu)造之間靠氫非膨脹性黏土礦物的一種。高嶺石晶格排列整率很低，故只有極少的負(fù)電荷由此產(chǎn)生，因而2)。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2629508